از پس ماند به سوخت: دانشمند آمریکایی پتانسیل هیدروژن سبز را در بطری‌های پلاستیکی کشف می‌کند
میکروپلاستیک‌ها، پلاستیک‌های کوچکتر از ۵ میلی‌متر، در سراسر جهان پخش شده‌اند و به گرمایش جهانی، اخلال در زنجیره‌های غذایی و آسیب به اکوسیستم‌ها با مواد شیمیایی سمی کمک می‌کنند.
به همین دلیل، دکتر مانیش شتی، دانشیار مهندسی شیمی در دانشگاه تکزاس A&M، بر روی تجزیه پلاستیک‌ها قبل از ورود به محیط زیست کار می‌کند.
تولید مواد شیمیایی پایدار و توسعه مدیریت بهتر زباله به بهبود پایداری کمک خواهد کرد.
این تحقیق بخشی از تلاش برای در دسترس قرار دادن هیدروژن سبز برای مدیریت زباله با استفاده از کاتالیزورها است.
تبدیل پلاستیک به هیدروژن سبز
تحقیقات شتی از حلال‌های کم مقدار که به عنوان منابع هیدروژن عمل می‌کنند برای تجزیه یک دسته خاص از پلاستیک‌ها به نام پلیمرهای تراکمی استفاده می‌کند، از جمله بطری‌های پلی‌اتیلن ترفتالات (PET)، بسته‌بندی، منسوجات، و چاپ سه‌بعدی.
“آنچه ما در این تحقیق انجام داده‌ایم این است که پلیمرهای تراکمی را به ترکیبات معطر که می‌توانند به عنوان سوخت استفاده شوند، تجزیه کرده‌ایم.” شتی گفت.
“ما از ترکیبات آلی به نام حامل‌های مایع ارگانیک هیدروژن برای ذخیره هیدروژن و استفاده از آن برای تجزیه پلیمرها استفاده می‌کنیم.”
شتی و تیمش کاتالیزورهایی را طراحی کردند تا هیدروژن ذخیره‌شده پس از تجزیه این پلیمرهای تراکمی را مهار کنند، همانطور که در مقاله اخیر شتی منتشر شده در Angewandte Chemie International Edition توضیح داده شده است.
این تحقیق نشان می‌دهد که چگونه سطوح کاتالیزوری از هیدروژن باقی‌مانده از این حامل‌های آلی برای تبدیل PET به p-زیلن استفاده می‌کنند، این مولکول می تواند به عنوان سوخت یا مواد شیمیایی استفاده شود.
راه‌حل مدیریت زباله
شتی گفت که تحقیق او راه‌حلی برای مدیریت زباله ارائه می‌دهد و برای پایداری صنعت شیمیایی حیاتی است.
“ما راه‌حلی برای پایداری و مدیریت زباله بر روی این کاتالیزورها توسعه داده‌ایم.” شتی گفت.
“این مولکول‌های آلی هیدروژن را از جایی که تولید می‌شود به جایی که برای مدیریت زباله استفاده می‌شود، به ویژه در محیط شهری که ما بسیاری از این زباله‌ها را جمع‌آوری می‌کنیم، منتقل می‌کنند.”
بر اساس مقاله، این روش تحقیقاتی از متانول برای تجزیه PET به قطعات کوچکتر و یک منبع H2 برای تشکیل p-زیلن از PET، یک ماده شیمیایی یا سوخت بالقوه، استفاده می‌کند.
شتی معتقد است که استفاده از این تحقیق می‌تواند اقتصاد ما را از وابستگی به سوخت‌های فسیلی تغییر دهد.
“یکی از چیزهایی که ممکن است اتفاق بیافتد این است که، همانطور که هیدروژن بیشتر در دسترس قرار می‌گیرد، به ویژه برای هیدروژن سبز که از طریق الکترولیز آب به دست می‌آید، ما نیاز داریم که حامل‌های هیدروژن به عنوان یک وسیله حمل‌ونقل داشته باشیم.” شتی گفت.
“یکی از این کاربردها می‌تواند مدیریت زباله و ارزش‌گذاری باشد.”
زباله به هیدروژن
محققان در سراسر جهان در حال حاضر راه‌هایی برای تبدیل مواد زائد به هیدروژن سبز را توسعه داده‌اند.
هیوندای اخیرا شروع به آزمایش تولید سوخت خانگی با استفاده از بیوگاز حاصل از پسماند غذا کرده است.
این گام به عنوان بخشی از چشم‌انداز بلندمدت هیوندای برای توسعه آینده‌ای پایدار بر پایه گاز شناخته شده است.
هیوندای همچنین زباله‌های آلی و پلاستیکی خود را در تأسیسات تبدیل به H2 رونمایی کرده است. این گیاهان با هم بیش از 30,000 تن هیدروژن سالانه تولید خواهند کرد و آنها را به بزرگترین تأسیسات جهان در زمینه خود تبدیل خواهند کرد.
محققان دانشگاه ایلینوی شیکاگو (UIC) روشی برای ساخت گاز هیدروژن از آب با استفاده از تنها انرژی خورشیدی و زباله‌های کشاورزی، مانند کود حیوانی یا پوست‌ها، توسعه داده‌اند.
به گفته تیم، با کاهش انرژی مورد نیاز برای استخراج هیدروژن از آب به میزان 600 درصد، این تکنیک امکان‌های جدیدی برای خلق مواد شیمیایی دوست‌دار محیط‌زیست و پایدار ایجاد می‌کند.
